專利名稱：用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對接裝置，尤其涉及一種用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置。屬于海洋石油工程領域。
背景技術：
隨著海洋油氣等戰(zhàn)略資源開發(fā)的迅速發(fā)展，類似海底挖溝機等重型水下作業(yè)裝備得到廣泛應用，此類裝備的一個共同特點是工作于海底。因此，每次作業(yè)前，均需專用吊放對接設備將其下吊至工作區(qū)域并釋放，待其完成作業(yè)任務后，再將其回收至工作母船甲板。目前，水下作業(yè)裝備吊放回收主要有以下幾種方式
一是由潛水員輔助吊放設備(如吊機)完成對重型水下作業(yè)裝備的的釋放和對接，此種方式的工作效率較低，且潛水員水下作業(yè)的風險較大；二是通過繩索或扭簧在驅動裝置(如釋放絞車)的作用下實現(xiàn)釋放動作，這種方式往往使繩索或扭簧與重型水下作業(yè)裝備對接困難，且由于繩索或彈簧易受海水腐蝕失效，可靠性較低；三是利用動力纜導向，同時，利用滑動釋放環(huán)脫扣，從而實現(xiàn)對重型水下作業(yè)裝備的自動釋放與對接，但由于其回收過程需另行追加定位附件，且滑動釋放環(huán)裸露于海洋環(huán)境中，易受外界干擾發(fā)生危險，同時，由于海況惡劣，裝備自重巨大，動力纜與起吊鋼纜放置一起易絞纏而損傷動力纜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述缺點，而提供一種用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其結構簡單、操作簡便，能夠安全、快速、有效地實現(xiàn)重型水下作業(yè)裝備的釋放與對接作業(yè)；降低了潛水員水下作業(yè)的風險，提高了水下作業(yè)的效率。本發(fā)明的目的是由以下技術方案實現(xiàn)的一種用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于包括一對接頭、套裝在對接頭外部的對接腔組件及安裝在對接頭的上部的一對接導引口 ；其中，對接頭為一子彈型且部分中空的整體式圓柱和圓錐組合體；對接腔組件包括一圓筒型框架，圓筒型框架的內部設有一內圓柱面，內圓柱面的下表面設有與對接頭配合的內錐面，圓筒型框架的外表面設有數(shù)個銷軸孔座，數(shù)個銷軸孔座分別與設在圓筒形框架下部的數(shù)個推力塊樞接構成轉動副，推力塊的下端彈性連接至圓筒形框架的下端，同時，推力塊又與液壓缸相連；其中，液壓缸的一端連接在圓筒形框架上，液壓缸的活塞桿連接在推力桿上，而推力桿又與推力塊相連。所述對接頭的上端設有吊耳，該吊耳的下面是一段空心圓柱體，空心圓柱體外表面設有數(shù)組徑向定位筋，該定位筋與位于對接腔組件中的圓筒形框架內的圓柱面配合構成滑動副；空心圓柱體的下面是一段軸向定位圓錐，該定位圓錐的下面是實心小圓柱體，該實心小圓柱體的下面是具有嚙合面的導向圓錐，該嚙合面與推力塊嚙合。
所述定位筋呈對稱式布置。所述圓筒形框架是一整體式呈對稱布置的筒形框架結構，圓筒型框架的底部設有吊耳。所述液壓缸內置一位移傳感器。所述對接導弓丨口為喇叭形。所述推力塊上設有一 B齒合斜面。所述圓筒型框架的外部安裝一剖分式保護罩，該保護罩是由兩個弧形罩體、兩個上蓋和兩個下蓋連接組成的筒形罩。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于采用上述技術方案，其通過液壓制動，結構簡單、操作簡便；具有自鎖功能，并通過控制系統(tǒng)監(jiān)控其對接效果，能夠安全、快速、有效地實現(xiàn)重·型水下作業(yè)裝備的釋放與對接作業(yè)；降低了潛水員水下作業(yè)的風險，提高了水下作業(yè)的效率。


圖I為本發(fā)明立體結構示意圖。圖2為本發(fā)明主視圖。圖3為本發(fā)明對接腔組件主視圖。圖4為本發(fā)明對接頭主視圖。圖5為本發(fā)明圓筒形框架主視圖。圖6. a為本發(fā)明對接過程中初始狀態(tài)示意圖。圖6. b為本發(fā)明對接過程中對接頭擠開推力塊繼續(xù)下降示意圖。圖6. c為本發(fā)明對接過程中推力塊處于下垂自鎖狀態(tài)示意圖。圖6. d為本發(fā)明對接過程中對接頭與推力塊實現(xiàn)對接示意圖。圖7. a為本發(fā)明釋放過程中初始吊放示意圖。圖7. b為本發(fā)明釋放過程中提升推力塊至設定位置示意圖。圖7. c為本發(fā)明釋放過程中推力塊處于下垂自鎖狀態(tài)示意圖。圖7. d為本發(fā)明釋放過程中推力塊恢復下垂自鎖狀態(tài)示意圖。圖中主要標號說明I.對接頭、I. I吊耳、I. 2筋、I. 3定位圓錐、I. 4嚙合面、I. 5導向錐面、2.框架、2. I內圓柱面、2. 2內錐面、2. 3軸孔座、2. 4吊耳、3.液壓缸、4.推力塊轉軸、5.推力塊、6.彈簧、
7.水下作業(yè)設備、8.銷軸、9.罩體、10.上蓋、11.對接導引口、12.鋼纜接頭。
具體實施例方式如圖I一圖7. d所示，本發(fā)明主要包括安裝在上部用于與起吊鋼纜連接的對接頭I和套裝在對接頭I外部用于與重型水下作業(yè)裝備連接的對接腔組件，其中，對接頭I是一個子彈型且部分中空的整體式圓柱和圓錐組合體(如圖4所示)，對接頭I的上端設有吊耳
I.1，吊耳I. I用于通過鋼纜接頭12與起吊鋼纜連接；吊耳I. I的下面是一段空心圓柱體，空心圓柱體外表面設有數(shù)組徑向定位筋I. 2，本實施例徑向定位筋I. 2為兩組，也可根據(jù)需要設置四組，每組為兩個，呈對稱式布置。定位筋I. 2與位于圓筒形框架2之內的圓柱面2.I配合構成滑動副，以保證徑向間隙，防止對接頭I偏心過大；空心圓柱體的下面是一段軸向定位圓錐I. 3，當定位錐面I. 3與位于圓筒形框架2的內錐面2. 2貼合時，其提供對接頭I軸向限位；定位圓錐I. 3的下面是實心小圓柱體；實心小圓柱體的下面是具有嚙合面
I.4的導向圓錐I. 5，嚙合面I. 4與推力塊4嚙合，傳遞提升力，導向圓錐I. 5起對接導引作用。對接腔組件包括一圓筒型框架2，圓筒形框架2是一整體式呈對稱布置的筒形框架結構(如圖5所示)，圓筒型框架2的內部設有一內圓柱面2. 1，內圓柱面2. I的下表面設有與對接頭I配合的內錐面2. 2，其外表面設有對稱布置的數(shù)個銷軸孔座2. 3，其底部設有采用銷軸8與被吊水下作業(yè)設備7連接的吊耳2. 4。圓筒形框架2的上部通過螺栓連接方式安裝一喇叭形對接導引口 11，設在圓筒形框架2外表面的數(shù)個銷軸孔座2. 3分別與設在圓筒形框架2下部的數(shù)個推力塊5通過推力 塊轉軸4樞接構成轉動副，推力塊5的下端通過彈簧6彈性連接至圓筒形框架2的下端。無外力作用時，推力塊5在自身重力及受拉彈簧6的雙重作用下始終處于下垂自鎖狀態(tài)。同時，推力塊5又與液壓缸3相連，由液壓缸3驅動釋放，其中，液壓缸3的一端連接在圓筒形框架2上，液壓缸3的活塞桿連接在推力桿上，而推力桿又與推力塊5相連；液壓缸3內置一位移傳感器。本實施例推力塊5、液壓缸3、彈簧6為兩套,每套兩個,對稱布置于圓筒型框架2上；推力塊5上設有一嚙合斜面。上述圓筒型框架2的外部安裝一剖分式保護罩，保護罩是由兩個弧形罩體9、兩個上蓋10和兩個下蓋并采用螺栓連接方式組成的筒形罩。本發(fā)明工作原理如下總體對接過程如圖6. a一6. d所示,其中，圖6. a所示為初始狀態(tài),首先,下放起吊鋼纜，對接頭I在對接導引口 11的導引下進入圓筒形框架2的內圓柱面2. I ;此時，液壓缸3的進油口與出油口連通，推力塊5在自身重力和彈簧6拉力以及圓筒形框架2的限位作用下，處于下垂自鎖狀態(tài)。繼續(xù)下放起吊鋼纜，對接頭I開始接觸推力塊5的嚙合斜面，由于對接頭I及起吊鋼纜重力相對于推力塊轉軸4的轉矩大于推力塊5重力及彈簧6拉力提供的轉矩，故對接頭I擠開推力塊5繼續(xù)下降，如圖6. b所示。當對接頭I之定位圓錐I. 3與圓筒形框架2之內錐面2. 2貼合限位時，對接頭I停止下降；與此同時，推力塊5在自身重力和彈簧6拉力以及對接頭I限位作用下，處于下垂自鎖狀態(tài)，如圖6. c所示。此時提升起吊鋼纜，對接頭I之嚙合面I. 4與推力塊5作用面嚙合，實現(xiàn)對接過程，如圖6. d所示。液壓缸3的內置位移傳感器，在對接過程中，可以時刻反饋推力塊5的旋轉姿態(tài)以及其與對接頭I的連接狀態(tài)，并配合水下機器人(ROV)攜帶的水下電視，保證對接可靠。釋放過程釋放是對接的逆過程，整體釋放過程如圖7. a — 7. d所示。其中，圖7. a為初始吊放狀態(tài)，首先，下放起吊鋼纜，當對接頭I之定位圓錐I. 3與圓筒形框架2之內錐面2. 2貼合限位時，對接頭I停止下降。而后，液壓缸3收縮，其克服推力塊5重力及彈簧6拉力轉矩，提升推力塊5至設定位置，如圖7. b所示。并以指定速度及時間繼續(xù)提升對接頭1，當對接頭I沿圓筒形框架2上升出至喇叭形對接導引口 11時；與此同時，推力塊5在自身重力和彈簧6拉力以及圓筒形框架2限位作用下，恢復下垂自鎖狀態(tài)，實現(xiàn)釋放過程，如圖7. C、圖7. d所示。液壓缸3的內置位移傳感器，在釋放過程中，可以時刻反饋推力塊的旋轉姿態(tài)以及其與對接頭I的連接狀態(tài)，并配合水下機器人(ROV)攜帶的水下電視，保證釋
放可靠。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于包括一對接頭、套裝在對接頭外部的對接腔組件及安裝在對接頭的上部的一對接導引口 ；其中，對接頭為一子彈型且部分中空的整體式圓柱和圓錐組合體； 對接腔組件包括一圓筒型框架，圓筒型框架的內部設有一內圓柱面，內圓柱面的下表面設有與對接頭配合的內錐面，圓筒型框架的外表面設有數(shù)個銷軸孔座，數(shù)個銷軸孔座分別與設在圓筒形框架下部的數(shù)個推力塊樞接構成轉動副，推力塊的下端彈性連接至圓筒形框架的下端，同時，推力塊又與液壓缸相連；其中，液壓缸的一端連接在圓筒形框架上，液壓缸的活塞桿連接在推力桿上，而推力桿又與推力塊相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述對接頭的上端設有吊耳，該吊耳的下面是一段空心圓柱體，空心圓柱體外表面設有數(shù)組徑向定位筋，該定位筋與位于對接腔組件中的圓筒形框架內的圓柱面配合構成滑動副；空心圓柱體的下面是一段軸向定位圓錐，該定位圓錐的下面是實心小圓柱體，該實心小圓柱體的下面是具有嚙合面的導向圓錐，該嚙合面與推力塊嚙合。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述定位筋呈對稱式布置。
4.根據(jù)權利要求I所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述圓筒形框架是一整體式呈對稱布置的筒形框架結構，圓筒型框架的底部設有吊耳。
5.根據(jù)權利要求I所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述液壓缸內置一位移傳感器。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述對接導引口為喇叭形。
7.根據(jù)權利要求I所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述推力塊上設有一嚙合斜面。
8.根據(jù)權利要求I或4所述的用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，其特征在于所述圓筒型框架的外部安裝一剖分式保護罩，該保護罩是由兩個弧形罩體、兩個上蓋和兩個下蓋連接組成的筒形罩。
全文摘要
一種用于水下重型作業(yè)裝備吊放回收的對接裝置，包括一對接頭、套裝在對接頭外部的對接腔組件及安裝在對接頭的上部的一對接導引口；其中，對接頭為一子彈型且部分中空的整體式圓柱和圓錐組合體；對接腔組件包括一圓筒型框架，圓筒型框架設有一內圓柱面，內圓柱面的下表面設有與對接頭配合的內錐面，圓筒型框架的外表面設有數(shù)個銷軸孔座，數(shù)個銷軸孔座分別與設在下部的數(shù)個推力塊樞接構成轉動副，推力塊的下端彈性連接至圓筒形框架的下端，同時，推力塊又與液壓缸相連；其中，液壓缸的一端連接在圓筒形框架上，液壓缸的活塞桿連接在推力桿上，而推力桿又與推力塊相連。本發(fā)明能夠安全、快速、有效地實現(xiàn)重型水下作業(yè)裝備的釋放與對接作業(yè)。
文檔編號B66C1/10GK102935972SQ201210421080
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權日2012年10月29日
發(fā)明者袁汝華, 朱紹華, 周軍, 李永利, 邢厚寬, 于海龍, 袁金如, 王立權, 邢曉東 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司